Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Активные фильтры на операционных усилителях





В зависимости от формы частотной характеристики применяют фильтры нижних частот (ФНЧ), верхних частот (ФВЧ) и полосовые фильтры (ПФ).

Схемы ФНЧ и ФВЧ приведены на рис. 5.

 

 


 

а) б)

 

Рис. 5. Активные фильтры нижних (а) и верхних (б) частот на ОУ

 

Рассмотрим подробнее ФНЧ (рис. 5, а) с равными компонентами R 1 = R 2 = R и С 1 = С 2 = С. Тогда частота среза fср = 1/2p RC.

(3)
Граничная частота полосы пропускания фильтра, на которой спад частотной характеристики составляет 3 дб, определяется по формуле

F 3 дб = Nfср,

где значение N определяется из таблицы для различных разновидностей фильтров: Бесселя, Баттерворта или Чебышева с различной неравномерностью АЧХ.

 

Таблица

Тип фильтра a N
1. Бесселя 2. Баттерворта 3. Чебышева с неравномерностью: 0,5 дб 1,0 дб 2,0 дб 3,0 дб 1,732 1,414   1,158 1,059 0,886 0,766 0,785 1,000   1,390 1,218 1,074 1,000

При заданной граничной частоте ФНЧ f 3 дб определяют значение fср и далее, задав ёмкость конденсатора С, находим значение резистора R. Для выбора ёмкости конденсатора можно использовать приближённое выражение С» 10/ fср, где fср – в герцах, а С в микрофарадах (мкФ).

Это значение ёмкости используется для окончательного выбора её величины по стандартной шкале ёмкостей.

Значение сопротивления резистора R = 1/2p fсрС, где fср = f 3 дб / N.

Выбирается подходящее значение RА в пределах 2…5 кОм.

Тогда значение RВ = (2 - a) RА, где выбирается из таблицы для заданного типа фильтра.

Коэффициент передачи фильтра в полосе пропускания Кп = 1 + RB / RA.

При расчёте ФВЧ (рис. 5, б) граничная частота f 3 дб = fсрN, где значение N берётся из таблицы. Выбор значения ёмкости конденсатора С и расчёт резисторов R, RA, RB и коэффициента усиления Кп аналогичен ранее рассмотренному для ФНЧ.

Электрическая схема полосового фильтра с параллельной обратной связью приведена на рис. 6.

Для полосового фильтра обычно задают граничные частоты fн и fв, а также коэффициент передачи в полосе пропускания Кп. На этих частотах ОУ должен иметь коэффициент передачи Кп > 2 Q 2, где Q – добротность фильтра.

Центральная частота полосы пропускания , а добротность Q = f 0/(fнfв). При Q > 15 применяют более сложную схему биквадратного полосо-

вого фильтра. Если Q < 15 расчёт продолжается в следующей последовательности:

С 2     R 3 R 1 C 1 + Uп     Uвх R 2 Uвых - Uп   R 4  

 
 

 

 


Рис. 6. Схема полосового фильтра на ОУ

 

1. Выбираем значение резистора R 3. Его сопротивление ограничено сверху входными токами ОУ. Для использования ОУ с входными каскадами на биполярных транзисторах максимальное значение R 3 может лежать в пределах 300 …500 кОм. Малые значения R 3 приводят к уменьшению R 1, R 2 до значений, соизмеримых с выходным сопротивлением цепи, подключённой на вход ПФ. Можно выбрать R 3 в пределах 150…300 кОм.

2. Определяем значение ёмкости конденсаторов С 1 = С 2 = С по формуле С = 2 Q /2p f 0 R 3 и выбираем одно из ближайших значений по стандартной шкале, после чего уточняем значение R 3.

3. Определяем значение резисторов R 1 и R 2 по формулам

(4)
R 1 = Q /2p f 0 CKп и R 2 = Q /2p f 0 C (2 Q 2- Кп).

4. Проверяем значение Кп по формуле

Кп = R 3/2 R 1.

(5)


2.5. Пример расчёта ПФ.

Рассчитаем полосовой фильтр, выделяющий сигналы ближнего маркерного радиомаяка (МРМ) с частотой f 0 = 3 кГц, добротностью Q = 10, коэффициентом передачи Кп = 40.

Решение:

1. Выбираем R 3 = 270 кОм, тогда С = 2 Q /2p f 0 R 3 = 2×10/6,28×3×103×0,27×106 = 3,93 нф. Выбираем С = 3,9 нф ± 2%. Уточнённое значение R 3 выбираем из ряда Е96, то есть R 3 = 274 ± 1%.

2. Определяем R 1 = Q /2p f 0 п = 10/6,28×3×103×3,9×10-9×40 = 3,4 кОм. Такое номинальное значение соответствует стандартному ряду Е96, поэтому выбираем R 1 = 3,4 кОм ± 1%.

3. Определяем R 2 = Q /2p f 0 C (2 Q 2 Кп) = 10/6,28×3×103×2,9×10-9×(2×102 – 40) = 850 Ом. Выбираем из ряда Е96 ближайшее значение R 2 = 845 Ом ± 1%.

4. Проверим значение Кп = R 3/2 R 1. Кп = 274×103/2×3,4 = 40,3. Это значение Кп соответствует заданному.

На этом расчёт заканчивается.

 

Date: 2015-05-04; view: 1433; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию